TD2 : Fonction Positionner
Le choix du panneau solaire s'effectue en fonction du choix des différents éléments électriques installé dans le local. Voici un tableau récapitulatif des éléments de nôtre local préfabriqué.
Les caractéristiques électriques des appareils du bâtiment sont les suivantes :
Appareils | Puissances | Durée utilisation/jour |
3 lampes | 11W/12volts | 6heures |
1 réfrigérateur | 200 Wh/jour | |
1 pompe à eau | 90 W | 2h |
Le panneau à été choisit en fonction du besoin ; nous utiliserons le kit solaire avec une maquette homothétique des appareils électriques.
Appareils | Puissances | Durée utilisation/jour |
1 rampe à LED | 2 W | 6h |
1 pompe à eau | 12V - 25 W | 2h |
1 ampoule basse consommation | 7 W | 6h |
Soit une puissance totale de 34W. Nous choisirons une puissance du panneau solaire de 40Wc avec une tension de 12Volts. La batterie aura une quantité d'électricité de 12Ah.
 | 1) Nous allons vérifier le dimensionnent du panneau solaire à partir des données ci-contre Carte de l'ensoleillement en France |
Méthode :
Calcul des consommations :
L'utilisateur souhaite alimenter en 12V l'éclairage (3 fluos 11W-6h/j, 1 fluo 7w-6H/j), Soit consommation globale : (3x13x6)+(1x7x6)+200+(90x4) =836 Wh/j.
Calcul du générateur solaire :
En se référant à la carte précédente, nous nous trouvons en zone 6.
Pour une utilisation toute l'année, il faudrait prévoir au minimum : 836x 0,80 = 669 Wc soit 6 modules solaires de 100Wc. Le Wc est l'unité de mesure des modules solaires et correspond à la puissance délivrée par le module solaire dans les conditions définies par la norme (ensoleillement optimal).
Etude cartographique.
A partir de la carte ci-dessous nous avons le taux d'ensoleillement. Nous allons définir la puissance à installer pour l'implantation de panneaux solaire sur un mobil Home. La particularité de la toiture de ce bâtiment de type rectangulaire à toiture plate impose la mise en place d'un châssis pour maintenir le panneau inclinable à volonté afin de gérer l'inclinaison par rapport à la latitude de la situation graphique.
Attention : Question
L'angle d'inclinaison optimal, pour une moyenne annuelle, correspond à la latitude du lieu. Cet angle est souvent pondéré en fonction de l'application et de l'utilisation souhaitée. Un système qui fonctionne toute l'année devra être dimensionné en prenant les valeurs d'ensoleillement les plus pessimistes. L'angle d'inclinaison sera égal à la latitude du lieu augmentée de 12° afin d'optimiser la performance hivernale. Un champ solaire destiné à fonctionner en période estivale verra son angle d'inclinaison positionné à la latitude du lieu minorée de 12°.
Inclinaison
A savoir
De l'inclinaison de vos panneaux solaires va dépendre leur production thermique à l'année et donc leur rentabilité financière.
L'ajustement sur le plan horizontal (azimut) s'obtient en pointant les panneaux solaires vers le Sud lorsqu'on est dans l'hémisphère Nord, vers le Nord lorsqu'on est dans l'hémisphère Sud. Les panneaux solaires doivent être placés perpendiculairement au soleil pour obtenir un résultat optimal. L'ajustement sur le plan vertical nécessite de connaître la trajectoire du soleil, en fonction de la saison et du lieu géographique. Aux équinoxes du 21 mars et du 21 septembre, le soleil est perpendiculaire à l'Equateur. Au solstice du 21 juin, il est perpendiculaire au tropique du Cancer (hémisphère nord). Au solstice du 21 décembre, il est perpendiculaire au tropique du Capricorne (hémisphère sud). L'inclinaison des panneaux par rapport à l'horizontale est donnée par la relation suivante :
Inclinaison = (latitude du lieu) – Arcsinus (0,4*Sinus*(N.360/365))
N = nombre de jours entre l'équinoxe de printemps (21 mars de chaque année) et le jour considéré, de signe négatif vers la saison froide. Les variations de l'angle d'inclinaison sont visualisées sur la figure ci-après (exemple pour la France Métropolitaine). On observe une variation de +/- 23° (soit 46° d'amplitude sur une année) par rapport à la latitude du lieu. Cet angle de 23° correspond à l'inclinaison de la terre.
Attention : Travail à réaliser
Vous répondez aux questions à la suite de votre google document. Attention de bien distinguer les différents TD
1) Déterminez l'inclinaison à donner au dispositif lorsqu'on est en France à Argelès ou en Tunisie à Bizerte, à l'aide des informations ci-dessous et de la carte page suivante.
Etude des performances du panneau
2) L'intérêt est de positionner le panneau solaire à la meilleure inclinaison. Vous allez disposer le panneau solaire (éventuellement monté sur châssis) dans différentes configurations d'inclinaisons avec une luminosité constante, relevez la tension et le courant afin de situer les points de fonctionnements sur la courbe et commenter l'efficacité de production de tension.
3) Vous pouvez réfléchir à la création d'un support de panneau pour :
– Soit le rendre plus maniable,
– Soit le rendre pilotable à l'aide d'une motorisation,
– Soit le modifier pour pouvoir accueillir un second panneau.
Tout cela devra être réalisé dans une démarche d'optimisation, pour être réalisé à partir d'outils numériques dans le cas d'une étude plus approfondie.
